高壓水射流油管清洗與試驗(yàn)技術(shù)研究

楊晨

【摘 要】在油田生產(chǎn)作業(yè)中的油管修復(fù)工藝多數(shù)是通過化學(xué)的方式進(jìn)行處理，此種方式會(huì)受到各種因素的影響。而在現(xiàn)階段的發(fā)展中，高壓水射流油管清洗逐漸成熟，可以緩解傳統(tǒng)技術(shù)的問題與不足。對(duì)此，論文主要對(duì)高壓水射流油管清洗與試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了簡單的研究分析。

【Abstract】 In the oil field production， most tubing repair processes are chemically treated， which is influenced by various factors. However， in the present stage of development， the high pressure water jet tubing cleaning is gradually mature，which can alleviate the problems and shortcomings of traditional technology. In view of this， the paper mainly studies and analyzes the tubing cleaning and testing technology of high pressure water jet.

【關(guān)鍵詞】高壓水射流油管清洗；試驗(yàn)技術(shù)；研究

【Keywords】high pressure water jet tubing cleaning； testing technology； research

【中圖分類號(hào)】TE9 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）10-0140-02

1 引言

油田在生產(chǎn)作業(yè)中其注水井中的油管在長期的應(yīng)用過程中，在各種礦物質(zhì)的污染之下會(huì)產(chǎn)生一層污垢，這樣就會(huì)影響注水量，降低油井的產(chǎn)量。而隨著我國油田開發(fā)逐漸步入到高含水期，其綜合含水量高達(dá)80%之上，導(dǎo)致油管中內(nèi)壁吸附結(jié)垢問題日益嚴(yán)重。此種狀況如果不解決就會(huì)直接降低生產(chǎn)質(zhì)量。而通過高壓水射流油管清洗與試驗(yàn)技術(shù)研究的方式，可以有效提升清洗的效果與質(zhì)量，是一種有效的技術(shù)手段。

2 高壓水射流油管清洗技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

高壓水射流油管清洗技術(shù)逐漸成熟，替代了傳統(tǒng)的化學(xué)清洗方式，此種技術(shù)在清洗過程中可以使油管內(nèi)外表面更為清潔，可以有效地處理注水井結(jié)垢問題，緩解油污堵塞油管問題，是一種有效降低設(shè)備裝置報(bào)廢率的技術(shù)手段，可以提升資源的利用效率[1]。

同時(shí)，高壓水射流油管清洗技術(shù)在發(fā)展過程中各種不同的裝置設(shè)備也在逐漸完善，這些設(shè)備可以從根本上提升清洗的速度，通過射流的方式進(jìn)行設(shè)備清洗處理，操作也更為靈活，可以避免運(yùn)輸?shù)纫蛩貙?dǎo)致的問題，是一種提升工作效率，縮短工作周期的有效方式。高壓水射流清洗技術(shù)就是一種在射流、波速以及壓力等不同作用力的影響之下出現(xiàn)玻璃、磨削以及剪切等在瞬間對(duì)污垢進(jìn)行復(fù)合破碎，進(jìn)而使得污垢形成粉末，在水流作用的之下徹底清洗，其具有無死角、安全穩(wěn)定的特征。相對(duì)于傳統(tǒng)的沖洗方式來說，此種技術(shù)在應(yīng)用過程中，綜合實(shí)際狀況合理選擇壓力等級(jí)的高壓水水射流不會(huì)對(duì)設(shè)備造成影響，也不會(huì)出現(xiàn)二次污染，而在沒有特殊的要求之下無需再進(jìn)行潔凈處理。也可以對(duì)于一些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的對(duì)象進(jìn)行處理，在一些惡劣以及復(fù)雜的環(huán)境中也可以進(jìn)行清洗作業(yè)。而且高壓水射流油管清洗技術(shù)具有機(jī)械化的特征，清洗能力較強(qiáng)，具有快速、環(huán)保的特征。

3 高壓水射流油管清洗技術(shù)原理

高壓水射流清洗就是通過高速水流對(duì)整個(gè)垢層進(jìn)行沖擊，在沖擊作用及楔劈效應(yīng)之下進(jìn)行除垢處理。水利噴射的主要原理就是噴射水流可以對(duì)垢層以及沉積物產(chǎn)生一定的沖擊，在沖擊力的影響之下滲透流體呈楔子插入垢層和金屬表面之間，進(jìn)而清除污垢。這些污垢多數(shù)都會(huì)呈現(xiàn)多孔狀態(tài)，很容易產(chǎn)生碎裂等問題。而在噴射水流的作用之下就會(huì)在撞擊作用的影響之下?lián)糁幸粋€(gè)孔，在表面之下形成內(nèi)壓，進(jìn)而使得上部垢層裂開，在噴射操作中產(chǎn)生的一些破碎的顆粒也具有一定的沖擊作用。在進(jìn)行油管清洗處理過程中，高壓往復(fù)泵會(huì)噴射出常溫高壓水，在通過高壓噴嘴的方式可以將高壓低流速的水變?yōu)橐环N低壓高流速的射流狀態(tài)，在高強(qiáng)度的沖擊動(dòng)力以及特定的角度之下就會(huì)持續(xù)給油管內(nèi)外表面帶來一定的沖擊，這樣就能處理內(nèi)外表面存在的污垢問題。

在現(xiàn)場施工作業(yè)過程中，在將油管在油井以及水井中起出之后，要基于規(guī)范要求進(jìn)行擺放處理。工作人員在進(jìn)入現(xiàn)場之后要綜合具體的建筑結(jié)構(gòu)以及地形特征，合理進(jìn)行清洗裝置的設(shè)置，其主要的原則是要便于污水循環(huán)處理，保障噪聲源與工房之間的距離適宜，便于移動(dòng)操作。在處理過程中，通過抽水機(jī)在水池中將清水抽入水箱，然后再進(jìn)入增壓泵之中變成高壓水，再利用高壓軟管輸送到清洗噴頭之中，通過清洗噴頭的噴嘴將高壓低流速進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變?yōu)榈蛪焊吡魉俚乃淞?，在水射流剝離作用之下沖出管壁之上的污垢。

清洗噴頭則主要就是在后射水射流的反作用力影響之下，在管道中進(jìn)行的前向推進(jìn)。而水就在管道中形成回流，這樣就會(huì)將清洗之下的水垢以及油污等雜質(zhì)帶出，在噴頭返回時(shí)就會(huì)將剩余的水垢以及油污全部排出。

而隨著高壓水射流油管技術(shù)的不斷完善，移動(dòng)式高壓水射流清洗裝置也逐漸完善，其可以以柴油機(jī)作為主要的動(dòng)力，具有良好的機(jī)動(dòng)性特征；體積相對(duì)較小，可以在汽車上進(jìn)行裝載，實(shí)現(xiàn)野外作業(yè)；泵壓高，排量大，在實(shí)踐中可以綜合實(shí)際狀況調(diào)節(jié)具體狀況，在各種管道結(jié)垢清洗中應(yīng)用效果顯著，其運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好，可以持續(xù)作業(yè)，在運(yùn)行中可以通過無級(jí)變速自動(dòng)調(diào)壓開展工作，更加便于操作；主要的工作液為清水，無須進(jìn)行加溫處理或者添加化學(xué)藥品，在噴頭清洗過程中主要就是利用后射水射流的反作用力，可以實(shí)現(xiàn)在管道中進(jìn)行自動(dòng)向前推進(jìn)，是一種較為科學(xué)的油田管道清垢設(shè)備[2] 。

4 現(xiàn)場試驗(yàn)及效益分析

現(xiàn)階段，隨著老油田的開發(fā)，多數(shù)油田均進(jìn)入到高含水的開發(fā)期中，其原油含水率數(shù)量高達(dá)90%。而在水中含有了大量的金屬陽離子、碳酸根、硫酸根等陰離子，在溫度以及壓力等各種作用的影響之下就會(huì)結(jié)合形成化合物，這樣就會(huì)造成管線結(jié)垢等問題。而通過傳統(tǒng)的方式雖然可以緩解結(jié)垢的速度，但是效果不佳，必須要通過新管線維持生產(chǎn)，其投資也相對(duì)較大。通過實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)高壓水射流油管清洗技術(shù)進(jìn)行了簡單研究，在研究中發(fā)現(xiàn)，通過高壓水射流油管清洗的油管內(nèi)壁主要存在的污垢就是在水垢、鐵銹等現(xiàn)象的影響之下在油管內(nèi)部形成的一種灰白垢層。

在通過旋轉(zhuǎn)射流清洗處理之后，油管的表面效果顯著，整體狀態(tài)干凈、光亮，并且存在金屬光澤，應(yīng)用605mm×1000mm通徑規(guī)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查可以一次通過。在實(shí)踐中，沒有通過高壓水射流流油管清洗之前，其清洗速度為每天150根，而在應(yīng)用旋轉(zhuǎn)噴頭進(jìn)行高壓水射流油管清洗之后，平均每根油管可以節(jié)省一分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間，可以有效降低油管裝卸以及調(diào)整轉(zhuǎn)速的時(shí)間，節(jié)約的時(shí)間可以清洗50根油管，同時(shí)，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)噴頭之后，可以帶動(dòng)有油管旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，這樣可以有效的節(jié)約資金，提升經(jīng)濟(jì)效益。

在實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)其還是存在一定的問題與不足，在實(shí)踐中必須要保障噴頭以及油管的對(duì)中性，這樣才可以提升清洗效果與質(zhì)量，因?yàn)閲婎^安裝的鋼管長度約為12m，在應(yīng)用中必須要對(duì)其進(jìn)行防護(hù)處理，這樣才可以有效避免彎曲以及振蕩等問題的出現(xiàn)，避免在運(yùn)行中因?yàn)樾D(zhuǎn)射流造成的沖擊角度變化，降低了噴頭撞擊油管內(nèi)壁導(dǎo)致的噴頭損壞的問題。同時(shí)，在實(shí)踐中可以應(yīng)用塑料滾輪類型的扶正機(jī)構(gòu)配合噴頭合理應(yīng)用，這樣才可以保障噴頭在油管中呈現(xiàn)直線前進(jìn)。而因?yàn)樾妮S強(qiáng)度不高，很容易出現(xiàn)破壞性問題，在裝配完成之后要保障噴頭體與其下部套體位置的接近，有效避免心軸暴露過多的位置。

通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)通過高壓水射流清洗油管可以在保障整體清洗質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，提升清洗的速度，生產(chǎn)工藝手段具有科學(xué)性，可以通過自動(dòng)化的方式開展作業(yè)，其整體成本也相對(duì)較低，操作較為靈活，在實(shí)踐中應(yīng)用效果顯著。

5 結(jié)語

文章主要對(duì)高壓水射流油管清洗以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了簡單的論述分析，了解了高壓水射流油管清洗的優(yōu)點(diǎn)以及具體的工作原理，通過試驗(yàn)的方式對(duì)高壓水射流清洗油管的工藝進(jìn)行了驗(yàn)證分析，在實(shí)踐中應(yīng)用效果顯著，可以有效解決存在的污垢問題，是一種提升工作效率，降低生產(chǎn)成本的有效手段，這對(duì)于石油開采的穩(wěn)定開展有著積極的作用，可以從根本上提升整體的經(jīng)濟(jì)效益，可以有效推動(dòng)石油行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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